مع تحديث التغليف، كنا نبحث عن مواد أفضل يمكن أن تتمتع بطابع عملي جيد، حتى أعلى من التطبيق العملي للمواد الحالية، وفي الوقت نفسه يمكنها أيضًا حماية البيئة. في الوقت الحاضر، مع استبدال مواد التعبئة والتغليف، ظهرت مواد قابلة للتحلل الحيوي إلى حيز الوجود. إذن ما هي المواد القابلة للتحلل؟
تشير "المواد القابلة للتحلل" إلى المواد التي يمكن أن تتحلل إلى مركبات ذات وزن جزيئي منخفض بواسطة الكائنات الحية الدقيقة (مثل البكتيريا والفطريات والطحالب وغيرها) أو إنزيماتها المفرزة تحت ظروف معينة، وتتحول في النهاية إلى مواد غير ضارة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون. والكتلة الحيوية.
تحتوي هذه المواد عادةً على هياكل كيميائية وخصائص فيزيائية محددة تمكنها من التحلل تحت تأثير بيولوجي في البيئة الطبيعية. قد تتأثر عملية تحلل المواد القابلة للتحلل الحيوي بالعديد من العوامل، بما في ذلك درجة الحرارة والرطوبة والمجتمع الميكروبي وتركيب المواد وبنيتها وما إلى ذلك.
تشمل المواد الشائعة القابلة للتحلل الحيوي مواد البوليمر الطبيعية مثل السليلوز والنشا والبروتين وما إلى ذلك، بالإضافة إلى البوليمرات الاصطناعية القابلة للتحلل الحيوي مثل حمض البوليلاكتيك (PLA) والبولي هيدروكسي ألكانوات (PHA) وما إلى ذلك.
إن ظهور المواد القابلة للتحلل يوفر وسيلة فعالة لحل مشاكل التلوث البيئي الناجمة عن المواد التقليدية غير القابلة للتحلل، ولها آفاق تطبيق واسعة في العديد من المجالات مثل التعبئة والتغليف والزراعة والعلاج الطبي والمنسوجات.
تشمل المواد الشائعة القابلة للتحلل الحيوي ما يلي:
حمض البوليلاكتيك (PLA): يتم الحصول عليه عن طريق تخمير حمض اللبنيك من الموارد المتجددة مثل الذرة وقصب السكر، ومن ثم بلمره. إنه يتمتع بخصائص ميكانيكية جيدة وشفافية وغالبًا ما يستخدم في تغليف المواد الغذائية وأدوات المائدة التي يمكن التخلص منها وما إلى ذلك.
بوليهيدروكسي ألكانوات (PHA): يتم تصنيعه بواسطة الكائنات الحية الدقيقة، بأنواع مختلفة وخصائص مختلفة. يمكن استخدامه لصنع الأفلام والألياف وما إلى ذلك.
المواد البلاستيكية القائمة على النشا: النشا هو المكون الرئيسي ويتم مزجه مع بوليمرات أخرى قابلة للتحلل. غالبًا ما يتم استخدامه في الأكياس البلاستيكية وصناديق الغداء وما إلى ذلك.
السليلوز ومشتقاته: مثل استرات السليلوز، وإثيرات السليلوز، وغيرها، تتمتع بتوافق حيوي جيد وقابلية للتحلل.
البولي كابرولاكتون (PCL): يتمتع بمرونة وخصائص معالجة جيدة ويمكن استخدامه في المجال الطبي ومواد التعبئة والتغليف.
الشيتوزان: يتم الحصول عليه عن طريق نزع أسيتيل الكيتين، ويستخدم في الطب الحيوي وتغليف المواد الغذائية وغيرها من المجالات.
وتلعب هذه المواد دور القابلية للتحلل الحيوي في مجالات مختلفة لتقليل التأثير السلبي للمواد البلاستيكية التقليدية على البيئة.
بشكل عام، تكلفة المواد القابلة للتحلل أعلى من تكلفة المواد البلاستيكية التقليدية.
تعتبر المواد البلاستيكية التقليدية، مثل البولي إيثيلين (PE) والبولي بروبيلين (PP)، منخفضة التكلفة نسبيًا بسبب إنتاجها على نطاق واسع ونظامها الصناعي الناضج.
ومع ذلك، فإن المواد القابلة للتحلل الحيوي، مثل حمض البولي لاكتيك (PLA) وبولي هيدروكسي ألكانوات (PHA)، غالبًا ما تتضمن عمليات وتقنيات أكثر تعقيدًا في عملية الإنتاج، وقد يكون الحصول على المواد الخام ومعالجتها أكثر تعقيدًا أيضًا، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف الإنتاج.
على سبيل المثال، يتطلب إنتاج PLA عمليات تخمير وبلمرة محددة، كما أن أسعار المواد الخام (عادةً الذرة وقصب السكر وما إلى ذلك) ستتأثر أيضًا بتقلبات السوق.
ومع ذلك، مع التقدم التكنولوجي المستمر وتوسيع نطاق الإنتاج، من المتوقع أن تنخفض تكلفة المواد القابلة للتحلل تدريجياً، وقد تضيق فجوة التكلفة مع المواد البلاستيكية التقليدية تدريجياً.
تتمتع المواد القابلة للتحلل الحيوي بالمزايا التالية:
مزايا:
1. صديقة للبيئة: يمكن أن تتحلل بشكل طبيعي تحت ظروف معينة، مما يقلل من التلوث طويل المدى للبيئة، ويقلل من أضرار التلوث الأبيض.
2. الموارد المتجددة: غالباً ما تأتي موادها الأولية من مصادر متجددة، مثل الألياف النباتية والنشاء وغيرها، مما يقلل الاعتماد على الموارد الأحفورية المحدودة.
3. تقليل انبعاثات الكربون: عادة ما تكون انبعاثات الكربون أثناء عملية الإنتاج أقل من تلك الناتجة عن تصنيع البلاستيك التقليدي.
4. يستخدم على نطاق واسع: يمكن استخدامه في التعبئة والتغليف والزراعة والرعاية الطبية والمنسوجات وغيرها من المجالات.
5. تماشياً مع مفهوم التنمية المستدامة: فهو يساعد على تعزيز التنمية الاقتصادية المستدامة ويلبي المتطلبات الاجتماعية لحماية البيئة.
ومع ذلك، فإن المواد القابلة للتحلل أيضًا لها بعض العيوب:
من بينها، يعد ورق الكرافت أحد أكثر المواد القابلة للتحلل الحيوي استخدامًا في التعبئة والتغليف.
عادة ما يتم تصنيع ورق الكرافت من لب الخشب، ومكونه الرئيسي هو السليلوز. السليلوز هو مادة عضوية طبيعية يمكن أن تتحلل وتستقلب بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.
في ظل الظروف البيئية المناسبة، مثل الرطوبة الكافية والأكسجين والكائنات الحية الدقيقة، سوف يتحلل ورق الكرافت تدريجياً إلى مركبات أبسط ويعود في النهاية إلى الطبيعة.
ومع ذلك، فإن معدل تحلل ورق الكرافت قد يتأثر بعدة عوامل، مثل سمك الورق، وطريقة المعالجة (سواء كانت مطلية أو تمت إضافة مواد كيميائية أخرى)، والظروف البيئية.
ولكن بشكل عام، بالمقارنة مع العديد من المواد الاصطناعية، من السهل نسبيا أن يتحلل ورق الكرافت في البيئة الطبيعية.
كمواد تعبئة، يحتوي ورق الكرافت على سيناريوهات التطبيق الواسعة التالية:
1. تغليف المواد الغذائية: مثل تغليف الأطعمة الجافة مثل المكسرات، والشاي، والخبز. نفاذية الهواء الجيدة ومقاومة معينة للرطوبة يمكن أن تبقي الطعام جافًا مع تقليل تأثير الرائحة الخارجية والرطوبة.
2. تغليف الملابس: يستخدم لتغليف الملابس، ويمكنه حماية الملابس من الغبار والاحتكاك الطفيف.
3. تغليف المنتجات الإلكترونية: تغليف بعض المنتجات الإلكترونية الصغيرة مثل سماعات الرأس وأجهزة الشحن وما إلى ذلك، لتوفير تخزين مؤقت وحماية معينة.
4. تغليف الكتب: سواء كان الأمر يتعلق بحماية نقل الكتب الجديدة أو تغليف الكتب المستعملة، يمكن اعتماد مواد ورق الكرافت كتغليف.
5. تغليف الهدايا: نظرًا لمظهرها الريفي، فإنها تمنح الناس إحساسًا بالبساطة والأناقة. وبالتالي فهي مناسبة لتغليف الهدايا المختلفة.
6. تغليف الأجزاء الصناعية: مثل الأجزاء الميكانيكية الصغيرة، وملحقات الأجهزة، وما إلى ذلك، يمكن أن يمنع الاصطدام والتآكل أثناء النقل والتخزين.
7. تغليف مستحضرات التجميل: ستختار بعض العلامات التجارية لمستحضرات التجميل البسيطة ورق الكرافت لتغليف المنتجات، مما يسلط الضوء على مفهوم حماية البيئة والطبيعة.